Thiết kế quy trình sản xuất gạch granitelò nung con lăn (thuyết minh+bản vẽ)

ĐAMH LÒ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Uyên Nhi

ĐAMH LÒ NUNG CON LĂN NUNG GẠCH GRANITE
NĂNG SUẤT 1 TRIỆU M2 / NĂM
MỤC LỤC:

TRANG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG LÒ CON LĂN ................. 2
CHƯƠNG II: QUÁ TRÌNH NUNG TRONG LÒ CON LĂN ................................................... 5
CHƯƠNG III: THIẾT LẬP ĐƯỜNG CONG NUNG ............................................................ 11
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ LÒ NUNG CON LĂN ................................................................. 15
CHƯƠNG V: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ............................................................................. 30
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ PHỤ ............................................................ 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] Nguyên lý lò Silicat – Lê Tấn Van
[2] Tài liệu lò của hãng Sacmi
[3] Tài liệu báo cáo thực tập ở nhà máy gạch Granite
[4] Slide bài giảng quá trình và thiết bị silicat 2 – Lê Tấn Van

SVTH: Lê Trung Tín

1


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU DÙNG CHO LỊ CON
LĂN
Một số loại nhiên liệu
1. Nhiên liệu rắn :
Các loại nhiên liệu rắn thường dùng:
+ Củi gỗ : được dùng ngày càng ít vì hiếm dần, các chỉ tiêu về nhiệt lại thấp,
nhiệt trò thông thường từ 1700-2200 kCal/kg.
+ Than bùn : là nhiên liệu của thời kỳ đầu tiên chuyển hoá thành than đá. Trong
nó còn thấy rõ những thảo mộc, lá cành. Độ ẩm của than bùn rất cao, độ tro xỉ thấp.
Nhiệt trò làm việc khoảng 2500-3000 kCal/kg.
+ Than non : ở vò trí tung gian lhi than bùn chuyển thành than đá: màu đen tối,
độ xỉ 7-40%, độ ẩm khoảng 11-45%, nhiệt trò 2500-4400 kCal/kg.
+ Than đá : có độ cứng khác nhau tuỳ thuộc vào tuổi, có ánh than và khối lượng
thể tích khác nhau. Nhiệt trò của than đá rất cao. Thành phần hoá học chủ yếu là
cacbon.
Các đặc điểm đã nêu trên cho thấy nhiên liệu rắn không thích hợp để lựa chọn
làm nhiên liệu cho quá trình nung vật liệu xây dựng.
2. Nhiên liệu lỏng :
Nhiên liệu lỏng dùng trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng là dầu
mazut-một sản phẩm phụ thuộc của công nghiệp dầu lửa. Ở nước ta hiện nay dùng
nhiện liệu lỏng còn ít.
+ Mazut : Chứa rất ít các chất không cháy. Hàm lượng 1-4%, tro xỉ 0,1-0,3%,
lượng Nitơ và Oxi hầu như không có. Mazut có nhiệt trò tương đối cao khoảng 92409850 kCal/kg. Thành phần cháy trung bình của mazut là Cc chiếm 88%, Hc-11%, Sc0,7%, Oc1%. Khi hàm lượng lưu huỳnh chiếm từ 1-3% ta có thể coi mazut giàu lưu
huỳnh.
Dầu mazut được chứa và chuyên chở trong các thùng hoặc bể kín. Trong quá
trình chuyên chở và bảo quản mazut có thể bò bẩn thêm vì bụi đất và nước lẫn
vào.Lượng ẩm có thể lên tới 5-10%, vì vậy phải lọc trước khi đốt bằng vòi phun.
Do nhiệt trò khá cao và hàm lượng lưu huỳnh khá nhiều nên dầu mazut không được lựa
chọn làm nhiên liệu cho quá trình nung vật liệu xây dựng.

3. Nhiên liệu khí :
Chủng loại nhiên liệu thường dùng trong lò nung dạng lăn dùng để nung nhanh
các sản phẩm thường là chất khí.
Thông số đo lường chính xác đònh các loại khí đốt khác nhau chính là nhiệt lượng
[kcal] mà 1m3 khí đó khi đốt toả ra (hoặc 1 kg nếu nhiên liệu đó là nhiên liệu lỏng).
Tóm tắt các loại nhiên liệu chung thường dùng :
+ Khí Mê-tan :
SVTH: Lê Trung Tín

2


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

Là một loại khí tự nhiên được tạo bởi mêtan, êtan và một số khí khác như cacbon an-hi-drit và khí ni-tơ.
Nhiệt lượng của nó thay đổi trong khoảng từ 7 500 đến 9 000 kcal/N.m3. khí này
được phân phối bằng hệ thống đường ống có áp suất cao (khoảng 50 at) sau đó được
giảm áp trong các buồng giảm áp để cung cấp cho các nơi tiêu thụ. p suất làm việc ở
các nước khác nhau là khác nhau và thường nằn trong khoảng từ 500 đến 1 000 mm cột
nước, còn áp suất của bình chứa khoảng 1 đến 15at
+ Khí hoá lỏng hoặc LPG : (GPL-khí đốt hoá lỏng có áp suất cao)
Loại này được phân phối trong trạng thái lỏng bằng các ô-tô chuyên dùng. Người
ta chứa khí hoá lỏng trong các bình chòu áp và sử dụng chúng trong trạng thái khí.
những vùng khá lạnh người ta phải dùng thiết bò sưởi ấm để làm nóng đường ống dẫn
sao cho chất lỏng trong ống có thể hoá khí được dễ dàng. Bằng phương pháp này có thể
dễ dàng tạo được nhiệt độ an toàn để khí đốt không thể tự hoá lỏng được gây những
phiền hà nhất đònh cho quá trình cháy.
Nhiệt lượng của loại khí này phụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm của khí butan và khí

proban, các chất cấu thành nên hỗn hợp khí. Nhiệt lượng của khí này là khoảng 22 000
kcla/N.m3 tức là cao hơn khoảng 3 lần nhiên liệu là khí mêtan.
Quan trọng: sự khác biệt lớn giữa nhiệt lượng của LPG và khí mêtan dễ làm cho
người ta tin rằng lò nung dùng các vật liệu này khác nhau rất nhiều, song chỉ có 2 điểm
khác nhau là kết cấu vòi đốt và tất nhiên là các thiết bò để điều chỉnh độ đóng mở của
vòi.
+ Hiện nay người ta dùng thử ngiệm loại thiết bò đốt với nhiên liệu là khí hiếm có
nhiệt lượng rất thấp (khoảng 1 000 kcal/N.m3). Khí hiếm có thể dùng được trong lò
nung nhanh 2 lần ở những nơi không có khí tự nhiên hay LPG.
+ Cần nhớ rằng một số loại lò nung dạng lăn sử dụng nhiên liệu lỏng (dầu
Diezen dùng cho các phương tiện vận tải và tàu hoả) cho kết quả rất tốt. Điều này thực
hiện được là nhờ các lò hóa hơi chuyên dùng biến chất lỏng thành chất khí trước khi đốt.
+ Có loại lò nung dạng lăn dùng hệ thống dây may-xo đốt nóng bằng điện.
Dây may-xo được làm bằng hợp kim sau:
+ Niken và Crôm nếu cần nhiệt độ < 1 0500C.
+ Thép, Crôm, nhôm va Coban nếu nhiêt5 độ < 1 2500C.
Ưu điểm của hệ thống đốt nóng bằn g điện là tạo được trường nhiệt độ trong lò
khá đồng đều. Tuy nhiên vì giá thành cao cho nên chỉ dùng trong trường hợp không có
nguồn nhiên liệu khí hoặc lỏng khác.

SVTH: Lê Trung Tín

3


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

CHƯƠNG II: Q TRÌNH NUNG TRONG LỊ CON LĂN

A.

Các biến đổi hoá lý trong quá trình nung :
Trong khoảng nhiệt độ từ 20-1500C: vật liệu và cấu kiện được hong, sấy. Ở đây
quá trình bốc hơi ẩm.
Nếu nâng nhiệt độ sấy, tăng nhiệt độ nhanh thì bán thành phẩm dễ bò nổ, tách vỡ.
Nếu tăng vận tốc của tác nhân sấy cần thiết tăng nhiệt độ của chúng, trong trường hợp
này có thể nhận vận tốc nâng nhiệt 50-80 độ/h. Ở cuối khoảng nhiệt độ này, sự bốc hơi
ẩm từ vật liệu yếu dần và ngừng hẳn. Từ đây đoạn sấy chuyển sang đốt nóng. Trong
khoảng nhiệt độ trên, độ ẩm ban đầu của các cấu kiện nằm trong khoảng 2-6%.
1. Khoảng nhiệt độ 150 đến 11000C :
Trong khoảng nhiệt độ này xảy ra quá trình mất nước liên kết hoá học nằm trong
thành phần sét và các khoáng khác. Cấu trúc mạng tinh thể của vật liệu bò phá vỡ và
đất sét mất tính sẻo. Nước liên kết hoá học trong vật liệu bắt đầu tách ra ở nhiệt độ
3500C và phần lớn xảy ra ở đoạn 450-5000C và kết thúc, có trường hợp ở gần 9000C.
Trong khoảng nhiệt độ này xảy ra hiện tượng co ngót đầu tiên, giảm độ bền cơ học. Ở
khoảng nhiệt độ 200-800-0C có quá trình tách phần chất bốc từ các hợp chất hữu cơ của
đất sét hoặc của phụ gia có chứa chất cháy được đưa thêm vào thành phần phối liệu.
Đồng thời vật liệu có độ xốp lớn nhất, FeO được chuyển sang Fe 2O3. Quá trình phân
giải đá cacbonat xảy ra ở khoảng nhiệt độ 300-10000C. ( Ở 300-4000C phân giải
cacbonat sắt, ở 600-7000C phân giải cacbonat manhê, ở 800-9000C phân giải cacbonat
canxi). Ở khoảng nhiệt độ này các cấu kiện không bò nguy hiểm và có thể nhận vận tốc
nâng nhiệt lên 100-200 độ/h. Độ co khi nung bắt đầu xuất hiện ở khoảng nhiệt độ 8008500C và phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất cát chứa trong đất sét. Đất sét lẩn nhiều cát
có độ co nung từ 1-8%.
Nếu trong phối liệu có chứa than do pha trộn, cần hằng nhiệt ở nhiệt độ khoảng
8000C để lượng cốc, bán cốc còn lại đủ thời gian cháy hoàn toàn. Trong khoảng nhiệt
độ nung đến 11000C có thể xảy ra quá trình biến đổi pha ở nhiệt độ trên 8000C. Ở
khoảng 800-9000C xuất hiện pha tinh thể gematít (Fe2O3), ở 600-11000C hình thành các
spinel MgO.Al2O3 và phát triển cristobalit, mulit 3Al2O32SiO2.

2. Giai đoạn làm nguội :
Ở giai đoạn làm nguội khi nhiệt độ giảm xuống 100-2000C cần đảm bảo để
gradien nhiệt độ theo bề dày cấu kiện nằm trong khoảng 25-300C. Dưới nhiệt độ 8508000C đến 6000C có thể tăng tốc độ hạ nhiệt. Ở khoảng nhiệt độ 650-5000C xảy ra biến
đổi thù hình SiO2 kéo theo co ngót khoảng 0,82%. Vận tốc làm nguội ở đoạn này không
SVTH: Lê Trung Tín

4


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

vượt quá 150 độ/h. Dưới 5000C có thể làm nguội nhanh các sản phẩm gốm xây dựng với
tốc độ đến 600 độ/h nếu điều kiện trao đổi nhiệt của thiết bò cho phép.
B.

Cơ sở lý thuyết xác đònh đường cong nung :
a. Xác đònh khoảng kết khối:
Trong phòng thí nghiệm, thực chất xác đònh khoảng kết khối là xác đònh độ hút
nước của sản phẩm. Xác đònh độ hút nước của sản phẩm: nung mẫu lần lượt trong
nước ở cac nhiệt độ khác nhau, sau đó dùng khăn ẩm lau khô bề mặt, đem mẫu cân rồi
xác đònh độ hút nước. Tới một khoảng nhiệt độ nào đó độ hút n7ớc bằng không, sau
đó lại tăng lên nếu tiếp tục tăng nhiệt.
Nhờ có khoảng nung luyện, nếu xảy ra sự chênh lệch nhiệt độ trong lò vẫn đảm
bảo sản phẩm kết khối.
b. Bảo ôn nhiệt độ:
Do đặc điểmcủa sản phẩm gốm sứ là dẫn nhiệt kém nên cần có thời ký bảo ổn
nhiệt độ để đảm bảo nhiệt độ lò và sản phẩm đồng đều.
Thời gian bảo ôn tuỳ thuộc vào: kích thước sản phẩm( sản phẩm dày thì thời gian

bảo ôn lâu và ngược lại), tính chất dẫn nhiệt của sản phẩm nung.
c.Chế độ nâng nhiệt:
Chế độ nâng nhiệt căn cứ vào rất nhiều yếu tố, thông thường là căn cứ vào
nghiên cứu thực tế bằng phân tích DAT, TG, dựa vào các khoảng thu nhiệt toả nhiệt,
các quá trình phản ứng, phân huỷ diễn ra ở nhiệt độ cao để từ đó có chế độ nâng nhiệt
cho hợp lý.
Chế độ nâng nhiệt cần đặc biệt quan tâm đến khoảng nhiệt độ 500-7000C. Ở
nhiệt độ 6000C xảy ra hiện tượng mất nước hoá học trong Kaolinhit (hiệu ứng thu
nhiệt trên đường phân tích DTA) gây co ngót mạnh. Xảy ra sự cháy các tạp chất hữu
cơ nằm trong các khoáng . Đăïc biệc lưu ý có sự biến đổi thù hình của thạch anh, rất dễ
nứt vỡ sản phẩm do đó cần nâng nhiệt thật chậm.

C.

Các phân tích nhiệt và xây dựng đường cong nung :
1. Phân tích nhiệt :
Trên nguyên tắc, một phối liệu khi nung đều xảy ra các biến đổi như đã mô tả.
Tuy nhiên đi vào chi tiết, thường phối liệu có sự khác nhau đôi chút và các chi tiết nhỏ
này nếu không được khảo sát kỹ, việc nung sản phẩm sẽ không được kết quả như ý.
a. Phân tích nhiệt khối lượng (TGA)
Nhằm khảo sát và kể ra sự thay đổi khối lượng của mẫu, khi nhiệt độ viên mẫu
tăng lên. Phân tích này giúp ta biết trước các giai đoạn thay dổi khối lượng ở mẫu, cũng

SVTH: Lê Trung Tín

5


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

có nghóa là các khả năng phản ứng, thay đổi cấu trúc…Từ đó có thể làm dòu thích hợp
khi nung.
b. Phân tích nhiệt dãn nỡ (TEA)
Nhằm khảo sát thay đổi kích thước sản phẩm theo chiều tăng nhiệt độ mẫu. Giúp
biết trước các giai đoạn sản phẩm co dãn kích thước cũng có nghóa là sự thay đổi bên
trong của mẫu do các phản ứng hoá lý. Từ đó điều chỉnh tốc độ con lăn, đề phòng nứt
vỡ, cong vênh, bằng cách làm dòu từ từ các vung nhiệt độ tương ứng, bỏ qua các vùng
không cần thiết
c.Phân tích nhiệt vi sai DTA :
Nhằm khảo sát sự thu nhiệt và toả nhiệt ở sản phẩm theo chiều tăng dãn của
nhiệt độ mẫu. Cũng như các phân tích trên, phân tích này cũng chỉ ra các khoảng nhiệt
độ mà tại đó xảy ra các phản ứng rõ rệt trong mẫu. Qua đó đề phòng các vùng nguy
hiểm.
2. Xây dựng đường cong nung :
Tiêu chuẩn EN 159:
Độ hút nước(%): >10-20
Độ bền uốn( kg/cm2): 120-150
Độ cứng bề mặt( Mohs): 3
Xét thành phần có trong phối liệu đem nung:Đất sét(60%), tràng thạch(30%),
đá vôi (10%).
Các khoáng chính trong phối liệu, một số hiệu ưnùg xảy ra trong quá trình nung
1.

a. Khoáng caolinhít: Al2(Si2O5)(OH)4

950

560

 Tại 5600C : Caolinhít mất nước hoá học.
 Trên 950C hình thành tinh thể mulit.
600
2 Al 2 O3 .2 SiO 2 .2 H 2 O  500

2 Al 2 O 3 .4 SiO 2  4 H 2 O 

1050
2 Al 2 O 3 .4SiO2  950

 2 Al 2 O3 .3SiO2  SiO2
1100
2 Al 2 O3 .3SiO 2 
 2 Al 2 O3 .2 SiO 2   5SiO 2 (mulit)

b. Khoáng halloysit: Al2(Si2O5)(OH)4.2H2O

SVTH: Lê Trung Tín

6


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

960

250

560

 Tại 2500C xảy ra hiệu ứng mất nước lý học.
 Tại 5600C halloysit mất nước hoá học.
 Tại 960 có sự biến đổi thù hình.
c. Khoáng montmorillonit: Al1,67{(Na,Mg)0,33}(Si2O5)(OH)4.2H2O

 Tại 8680C có sự biến đổi thù hình montmorillonit
d. Khoáng illit : K2Al4(Si2Al)4O10(OH)2nH2O

860

180
550

 Tại 1800C illit mất nước lý học
 Tại 5500C illit mất nước hoá học
 Tại 8600C có sự biến đổi thù hình illit
e. Khoáng Canxít : CaCO3

 Tại 9200C : CaCO3 850
950

 CaO + CO2 
f.Khoáng Gripxít : Al(OH)3

SVTH: Lê Trung Tín

7

ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

 Tại 2700C Al OH 3  Al 2 O3 .2,75 H 2 O  0,25 H 2 O 
 Tại 3200C Al2 O3 .2,75H 2 O  Al2 O3 .0,75H 2 O  2,22H 2 O
 Tại 5400C Al2 O3 .0,75H 2 O  Al2 O3  0,5H 2 O
h. Quắc :
 Tại 5730C :  quắc   quắc
g. Khoáng Mica : KAl2[Al.Si3O10][OH]

800

 Tại 9200C : quá trình tách nước hoá học.
j. Khoáng Dolomit : MgCa(CO3)2

MgCa(CO3)2 780
 MgCO3 + CaCO3
MgCa(CO3)2 820
 MgCO3 +CO2 
3. Thuyết minh các giai đoạn :
+ Giai đoạn sấy :40-4500C
Đầu tiên loại bỏ lượng nước còn sót lại sau khi sấy hoặc vật liệu tái hút ẩm từ môi
trường xung quanh giữa khoảng thời gian gạch ra từ lò sấy vào lò nung. Nếu lượng nước
trong nguyên liệu vượt quá giới hạn cho phép thì tốc độ bốc hơi sẽ tạo nên nội ứng lực
gây nứt, vỡ sản phẩm. Giai đoạn này phải được thực hiện từng bước.
Tới 2000C: bốc hơi nước zeôlic, là nước hấp thụ chặt chẽ trên bề mặt các hạt sét.
Từ 300÷4500C: có sự cháy của các chất chưa cacbon có thể tồn tại ít nhiều trong đất sét
và sự phân huỷ sunphit và sunphat.

+ Giai đoạn đốt nóng :450 ÷ 6000C

SVTH: Lê Trung Tín

8


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

Bắt đầu phân huỷ các chất sét bằng việc bốc hơi nước liên kết (nước caolinhít), cấu tạo
mạng lưới cao lanh,đất sét bò phá huỷ.
Từ 5500C đến 6000C :
Đồng thời trong giai đoạn này có sự biến đổi thù hình từ  quắc thành  quắc từ
ở 5730C , thể tích của gạch mộc thay đổi 82% gây hiện tượng nứt vỡ sản phẩm. Giai
đoạn này cần tốc độ nâng nhiệt chậm và hợp lý.
+ Giai đoạn nâng nhiệt : 6000C đến 9500C
Giữa 700 ÷9000C phân huỷ cacbonnat( đá vôi và đôlômit) giải phóng CO2
Trên 7000C bắt đầu phân huỷ giữa SiO2 và Al2O3, với các phần tử chảy. Các phấn
tử này mở đường cho sự hình thành các Aluminat silic tạo cho vật liệu các đặt tính của
độ cứng, tính ổn đònh, sự bền vững với tác nhân hoá học và vật lý khác nhau, cũng như
màu sác mong muốn.
+ Giai đoạn lưu nhiệt: 9500C
Tỷ lệ khí thừa CO thì không có lợi về mặt kinh tế. Nhưng sản phẩm đòi hỏi có
lượng Oxy hỗ trợ để đốt hết những thành phần hữu cơ nếu lò không đáp ứng được lượng
không khí thừa này thì sản phẩm sẽ còn những nốt đen và ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm. Cần lưu nhiệt để
+ Giai đoạn nung : 950 ÷ 11350C
Sự phân huỷ tinh thể các khoáng giống mica bắt đầu thực hiện từng bước ở nhiệt

độ 8000C và kết thúc ở khoảng 1000-11000C.
Thạch anh cũng có những phản ứng tương tự, nó chỉ tan hoàn toàn ở nhiệt độ trên
trên 11000C khi các nguyên liệu nóng chảy.
Đây là giai đoạn cần thiết cho quá trình oxy hoá nhẹ, do vậy cần nâng nhiệt với
tốc độ chậm.
Giai đoạn này giúp sản phẩm đạt được độ bền cơ học cao. Trong giai đoạn này có
sự hình thành tinh thể mulit từ khoáng Caolinhít. Tinh thể hình thành thuận lợi là nhờ sự
có mặt của tràng thạch pha lỏng nóng chảy. nhiệt độ kết khối chất chảy bắt đầu phản
ứng với mulit
+ Giai đoạn lưu nhiệt : 11350C
Trong giai đoạn này viên gạch sẽ nhận được tất cả những đặc tính vật lý và thẩm
mỹ của sản phẩm cuối cùng. Đây là giai đoạn quan trọng quyết đònh đến toàn bộ tính
chất của sản phẩm. Tuỳ theo từng lọai men và xương mà ta có thời gian lưu nhiệt khác
nhau. Thời gian lưu giữ nhiệt phải đủ dài để đảm bảo lớp men chảy đều và không rỗ
bọt. Giai đoạn này giúp cho quá trình kết tinh mulit xảy ra hoàn toàn và các pha lỏng
lấp đầy các lỗ xốp.
SVTH: Lê Trung Tín

9


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

Ở nhiệt độ này nguyên liệu đa phần nóng nhảy hoàn toàn
+ Giai đoạn làm nguội nhanh : 1135 ÷ 6000C
Trong khoảng nhiệt độ này không có sự biến đổi thù hình của các khoáng. Đồng
thời sự thay đổi về thể tích không đáng kể nên cần tăng tốc độ làm nguội để có thể
giảm được chiều dài lò. Chúng ta có thể làm như vậy vì trong khoảng nhiệt độ này gạch

đã có độ bền xung nhiệt cao.
Việc làm lạnh nhanh này rất có lợi vì việc tách pha lỏng không hoà tan trong quá
trình làm lạnh men là một quá trình biến đổi hoá lý dẫn đấn sự biến đổi màu và nhiệt độ
giảm càng nhanh thì sự biến đổi màu sắc càng ít.
+ Giai đoạn làm nguội chậm : 650 đến 4500C
Trong giai đoạn này tốc độ làm nguội chậm hơn giai đoạn trước nhằm vượt qua từ
từ điểm biến đổi thù hình của thạch anh ở 5730C từ dạng  sang dạng  , tránh sự bể
vỡ. Việc làm lạnh diễn ra nhờ bức xạ tự nhiên và sự đối lưu nhiệt.
+ Giai đoạn làm nguội ngược dòng : 450 ÷ 600C
Trong giai đoạn này không có sự biến đổi thù hình, sự thay đổi thể tích gần như
không còn. Nên để tăng tốc độ làm nguội ta bố trí các tấm chắn trong lò và 2 quạt gió
được bố trí ngoài lò, một quạt gió có tác dụng thổi khí vào vùng làm nguội, quạt còn lại
hút không khí ra ngoài. Các tấm chắn ngăn không cho dòng khí truyền qua các vùng
khác, đồng thời tạo ra sự chênh lệch áp suất trong lòng của vùng này, lúc này không khí
di chuyển từ nơi áp suất cao đến nơi có áp suất thấp và tạo nên sự chuyển động ngược
chiều của không khí đối với gạch.
Do không khí và gạch chuyển động ngược chiều nên tốc độ làm nguội nhanh và
chiều dài của lò có thể được rút ngắn.
Giai đoạn này chủ yếu sử dụng hệ thống quạt thởi không khí trực tiếp lên bề mặt
gạch nhằm đưa gạch về nhiệt độ 600C.

SVTH: Lê Trung Tín

10


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

CHƯƠNG III: THIẾT LẬP ĐƯỜNG CONG NUNG

Đường cong nung – cơ sở lý thuyết xây dựng đường cong nung.
1. Đường cong nung: Là đường biểu diển những quá trình tăng nhiệt độ, lưu nhiệt
và hạ nhiệt độ trong một chu kỳ nung. Hay đó là đường biểu diển mối quan hệ giữa
nhiệt độ với thời gian hoặc giữa nhiệt độ với chiều dài của lò.

lư u n h ie ä t

n

g
a ân

nh

ie

ät
H

ạ

nh

ie

ät

th ơ ø i g ia n ( h )

Đ o à th ò m in h h o a ï c h o đ ư ơ ø n g c o n g n u n g th e o th ơ ø i g ia n

2. Cơ sở lý thuyết xây dựng đường cong nung. Để thiết lập chế độ nung trong lò
con lăn cho sản phẩm cần nung cần thiết phải xác đònh vận tốc nâng nhiệt hoặc làm
nguội lớn nhất cho phép, thời gian bảo lưu nhiệt độ cao nhất phù hợp cho sản phẩm đó.
- Vận tốc làm nguội và nâng nhiệt lớn nhất cho phép đối với từng khoảng nhiệt
độ được dựa trên cơ sở ứng suất nhiệt suất hiện trong cấu kiện nung ở điều kiện phòng
thí nghiệm và trực tiếp trong lò sản xuất.
- Trong công nghệ nung gạch lát nền ta nên chia chế độ nung thành những giai
đoạn được xem là đặc trưng để tính toán tốc độ nâng hạ nhiệt cũng như thời gian lưu
cho phù hợp, những giai đoạn đó có thể chia như sau:
+ Giai đoạn từ 25-500oC : giai đoạn này vật liệu nở, trên bề mặt ngoài xuất hiện
ứng suất nén, ở bên trong ứng suất kéo.
Qua sự biến đổi về cân bằng ứng suất nhiệt ta rút ra khoảng chênh lệch nhiệt độ
bên trong tâm vật liệu và bên bề mặt ngoài lớn nhất cho phép được xác đònh theo công
3 (1   )
thức : tc. ph 
Từ đó ta tính tốc độ nâng nhiệt tối đa cho phép là:
E
tc. ph .a
c. ph 
Kd .tr 0,5.S 2
SVTH: Lê Trung Tín

11


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

+ Giai đoạn từ 500-700oC : Giai đoạn này thì hiện tượng ngược lại vật liệu bò co,
ta cũng cân bằng ứng suất nhiệt và ta rút ra công thức tính toán như sau :
tc. ph .a
3 (1   )
c. ph 
tc. ph 
và
E
Kd .tr 0,5.S 2
Tuy nhiên công thức này chỉ đúng cho quá trình không co sự thu hay toả nhiệt.
Nhưng trong giai đoạn nhiệt độ này thì có quá trình thu nhiệt của vật liệu và có sự biến
đổi thù hình của đất sét nên trong kết quả tính toán ta cần giảm vận tốc nâng nhiệt cho
phép 1.4 – 1.5 lần.
Trong giai đoạn này xảy ra hiệu ứng thu nhiệt do mất nước hoá hoc và sự biến
đổi thù hình của  -quắc. Để đánh giá đúng hơn những biến dổi xảy ra trong giai đoạn
này ta có thể xem xét trên đường cong phân tích nhiệt vi sai (DTA) và cả đường TG.
- Trên đường DTA ta có thể xác đònh khoảng nhiệt độ xảy ra hiệu ứng, trên
đường TG ta xác đònh khối lượng của vật chất giảm đi (  m ) do hiệu ứng gây ra. Từ đó
ta có thể tính lượng nhiệt thu vào của hiệu ứng: Q = c.  m .  T
- Trong quá trình phân tích DTA ta theo dõi để xác đònh thời gian bắt đầu và thời
gian kết thúc quá trình xảy ra hiệu ứng. Như vậy ta đã xác đònh thời gian để hiệu ứng
xảy ra hoàn toàn. Theo thực nghiệm , người ta chỉ ra rằng mối quan hệ của lượng nhiệt
t

hiệu ứng và diện tích vùng xảy ra hiệu ứng như sau:
Trong đó :

M a .H 1

  T .dt  S .
g 1
t2

Ma khối lượng phần tham gia phản ứng .
g: hằng số. 1 : hệ số dẫn nhiệt.
 T = T2-T1 – chênh lệch nhiệt độ giữa mẫu nghiên cứu và mẫu

chuẩn.
t1, t2 –thời gian bắt đầu và kết thúc hiệu ứng.
Từ đây tính toán được tốc độ đốt nóng để đảm bảo cho quá trình biến đổi thù
hình là tốt nhất
+ Giai đoạn 700-1180oC : Vùng nhiệt độ này bắt đầu xuất hiện pha lỏng và được
coi là vùng đàn hồi dẻo nhớt. Ta cũng rút ra công thức tính toán như sau :
tc. ph .a
3 (1   )
tc. ph 
và c. ph 
2
Kd .tr 0,5.S 2
+ Giai đoạn làm nguội nhanh 1180-700oC : Giai đoạn này ta cũng tính giống như
giai đoạn nâng nhiệt độ, nhưng vì lúc này đã có mặt pha lỏng nên ta có thể hạ với tố c
dộ nhanh hơn khoảng 1.2-1.4 lần.
+ Giai đoạn làm nguội chậm 700-500oC :Để tránh sự biến đổi thù hình của quắc
làm hư sản phẩm thì trong giai đoạn này ta cũng nên hạ nhiệt độ từ từ như khi tăng nhiệt
độ.
Tuy nhiên những công thức tính toán trên là chỉ đúng trong phòng thí nghiệm,
trong điều kiện lý tưởng, còn trong thực tế thì giá trò vận tốc đốt nóng, làm nguội cho
phép lớn nhất sẽ bé hơn giá trò thu được ở trên, và mối quan hệ này được biểu hiện :
thinghiem

tcthucte
. ph  0.65tc. ph
SVTH: Lê Trung Tín

12


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi
thinghiem
cthucte
. ph  0.5 c. ph

 Các đại lượng trong các biểu thức:
 - cường độ giới hạn theo bề mặt, MPa có thể xác đònh theo giới hạn bền khi
uốn.
E- môđun đàn hồi, MPa
 - biến dạng lớn nhất cho phép của phối liệu và mẫu đã nung trong vùng đàn
hồi dẻo nhớt, mm/mm
 - hệ số nén theo thiết diện ngang, trong vùng đàn hồi thì =0.3, trong vùng dẻo
nhớt thì =0.5
S- chiều dày cấu kiện, m
a- hệ số dẫn nhiệt độ, m2/h
Kd.tr- hệ số dự trữ = 1.2
Để xây dựng đường cong nung trước tiên ta cần biết được đặc điểm của vật liệu
nung, những biến đổi hoá lý của nó khi nung ….
Các bước xây dựng đường cong nung :
- Xác đònh phạm vi nung của sản phẩm: Cơ sở của việc xác đònh này là dựa vào
độ hút nước của sản phẩm. Độ hút nước là tỷ lệ giữa khối lượng nước ngấm đầy mẫu thử

và khối lượng mẫu khô, tính bằng %. Cách xác đònh độ hút nước của sản phẩm: nung
mẫu ở những nhiệt độ khác nhau, sau đó cho mẫu vào trong bể nước để mẫu hút nước,
lấy mẫu ra và đêm cân để xác đònh độ hút nước, tới một khoảng nhiệt độ nào đó độ hút
nước của sản phẩm bằng không. Khoảng nhiệt độ đó chính là khoảng nung tốt nhất của
sản phẩm.
- Xác đònh chế độ nâng nhiệt : Dựa trên những cơ sở như đường phân tích nhiệt vi
sai (DTA), TG và các yếu tố khác. Trên đường DTA, TG cho ta thấy những biến đổi
khi nung như những vò trí toả và thu nhiệt, các quá trình phản ứng, phân huỷ ở những
nhiệt độ khác nhau, căn cứ vào đó ta có chế độ nâng nhiệt thích hợp.
Trong giai đoạn nâng nhiệt ta cần chú ý tốc độ nâng nhiệt ở khoảng nhiệt độ
o
500 C – 600oC vì tại vò trí nhiệt độ này có sự biến đổi thù hình của quắc làm thay đổi
thể tích, và đồng thời quá trình mất nước hoá học xảy ra lớn nên có thể gây nên nứt vở
sản phẩm, do đó ta nâng nhiệt chậm ở những vò trí này.
- Xác đònh chế đôï hạ nhiệt : Sau thời gian lưu nhiệt, vì trong mộc có mặt một ít
pha lỏng nên ta có thể giãm nhiệt với tốc độ nhanh, nhưng đến vò trí nhiệt độ 573oCø tinh
thể quắc sẽ biến đổi thù hình ngược lại, cho nên ta cần hạ nhiệt độ chậm tại vò trí này.
Lựa chọn đường cong nung dựa vào qui trình thực nghiệm:
Vùng nung

Nhiệt độ nung (oC)

Thời gian nung

Sấy

30-400

4

SVTH: Lê Trung Tín

13


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi
400-650

8

650-820

4

820-1000

5

1000-1150

4

1150-1180

4

1180-1180

12

Làm nguội nhanh

1180-700

5

Làm nguội chậm

700-500

7

Làm nguội cuối cùng

500-70

7

Đốt nóng

Nung

Tổng cộng

SVTH: Lê Trung Tín

60

14


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ LỊ CON LĂN

I.

Tổng quan về lò nung:
A. Giới thiệu chung :

Trong công nghệ silicát nói chung và trong công nghệ gốm sứ nói riêng thì lò là thiết
bò rất quan trọng và không thể thiếu. Nếu như trong công nghệ sản xuất thuỷ tinh có lò
bể, lò nồi để nấu phối liệu chảy lỏng ra rồi sau đó mới tạo hình sản phẩm, hoặc trong
công nghệ sản xuất xi măng thì có lò quay, lò đứng để nung phối liệu tạo clinker, còn
trong công nghệ sản xuất gốm sứ thì lò dùng để nung những vật liệu sau khi tạo hình
mà ta gọi là mộc. Đây là điểm khác biệt nhất của lò trong công nghệ gốm sứ so với
trong công nghệ lò thuỷ tinh cũng như trong công nghệ lò xi măng.
Lò gốm sứ là thiết bò nung những vật liệu đã tạo hình nhằm làm rắn chắc mộc và tạo
nên sản phẩm có độ bền cơ cần thiết, cũng như những thông số kỹ thuật ( độ hút nước,
độ xốp………..) đạt yêu cầu mục đích sử dụng.
Lò gốm sứ cũng có nhiều loại: lò gián đoạn ( lò đầy, lò phòng lửa đảo…), lò liên tục (
lò tunel, lò con lăn, lò ròng…)
Lò gốm sứ có thể sử dụng nhiên liệu dạng rắn : than, củi .., dạng lỏng: dầu, dạng khí
hoặc năng lượng điện.
Lò là nơi làm việc ở nhiệt độ cao nên vật liệu dùng để xây lò là vật liệu chòu lửa.
Tuỳ theo đặc thù về kích thước cũng như hình dáng của sản phẩm nung mà ta có những

kết cấu lò khác nhau.
B. Phân loại: Có nhiều cách phân loại lò nung.
 Phân loại theo chế độ nung : lò liên tục, lò gián đoạn
 Phân loại theo nhiên liệu sử dụng : nhiên liệu rắn, lỏng, khí, điện
 Phân loại theo vật liệu nung : lò gốm, lò sứ, lò gạch …
 Phân loại theo chiều hướng của ngọn lửa :lửa thẳng lửa đảo lửa ngang.
 Phân lo theo chuyển động của ngọn lửa : lò có ngọn lửa cố đònh và lò
có ngọn lửa di động ..
1.Lò đứng : Chủ yếu để nung gạch, nó có dạng buồng hình chủ nhật, thành đứng
và có các buồng đốt được bố trí hai bên hông của lò. Tường và nền lò được xây bỡi
gạch chưa nung hoặc đã nung. Lò đứng sử dụng nhiên liệu là than hoặc cũi. Đây là lò
hoạt động gian đoạn và năng suất thấp.
2. Lò nằm : Khác với lò đứng, lò nằm dược xây vòm kín, có ống khói để thải khói
lò. Chiều dài của lò nằm được thiết kế phụ thuộc vào chiều rộng và chiều cao. Hai bên
vách lò có cửa chính và có một số cửa nhỏ để quan sát. Lò nằm thường được xây có độ
dốc khoảng 5%. Nhiên liệu được sử dụng chủ yếu là than dạng viên hoặc nửa viên.
3. Lò bầu – lò lửa đảo: dùng để nung các cấu kiện gốm xây dựng cần nung ở
nhiệt độ cao hơn so với lò và lò nằm. Lò lửa đảo làm việc theo nguyên tắc lửa quặt. Sản
phẩm mới được xếp vào các vagông, buồng đốt lò được bố trí hai bên hông, nhiên liệu
SVTH: Lê Trung Tín

15


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

sử dụng có thể là dạng rắn, lỏng hoặc khí không trực tiếp tiếp xúc với sản phẩm mà bò
tường chắn hướng ngọn lửa đi thẳng lên vòm rồi quặt theo hướng thẳng đứng xuống

dưới qua các rảnh thoát khí thải ở nền lò đi vào mương khí thải chung.
4. Lò vòng: Điều khác biệt quan trọng giữa lò vòng và các lò trên là vùng nhiệt
di động, còn sản phẩm mộc đứng yên. Cấu tạo của lò vòng đó là kênh rỗng dạng hình
chữ nhật hoặc elip. Nhiên liệu được cấp bên trên vòm lò ở dạng hạt nhỏ, các vùng nhiệt
di được là bằng cách thay nhiên liệu cung cấp vào các vùng. Bên trong kênh lò có vách
ngăn bằng bìa cactông giữa vùng làm nguội và vùng đốt nóng.
5. Lò tunnel: là loại lò hoạt động lien tục, vật liệu chuyển động ngược chiều với
khói lò theo chiều dài hầ. Theo chế độ nhiệt lò tunnel chia làm 3 vùng: vùng sấy đốt
nóng, vùng nung và vùng làm nguội. So với lò vòng, lò tunnel có ưu điểm là quá trình
nung liên tục, mức độ tự động hóa cao, cơ giới hóa cao, giảm nhẹ sức lao động do khâu
xếp và dở sản phẩm lên vagông được thực hiện ở ngoài lò, qui trình nhiệt điều khiển dể
dàng thuận lợi, chất lượng sản phẩm cao, thời gian lưu ngắn……….
Lò tunnel sử dụng nung gạch xây dưng, ngói, đá gốm, gạch lát nền… Sản phẩm
được xếp trên vagông chuyển động trên đường ray. Nhiên liệu sử dụng thường là dạng
lỏng(dầu mazut) và dạng khí, ít sử dụng nhiên liệu dạng rắn. Đối với dạng lỏng và khí
vòi phun nhiên liệu bố trí hai bên hông và ngay tại khe hở của các vagông, nếu chiều
rộng lò lớn thì ta có thể bố trí vòi phun bên trên vòm.

C. Thuyết minh sự lựa chọn lò con lăn.
Lò con lăn là loại lò hiện đại được cải tiến từ lò liên tục tunnel. Nếu như lò tunnel
xắp xếp sản phẩm đưa vào nung bằng các vagông thì lò con lăn sản phẩm đựơc đưa vào
nhờ hệ thống con lăn quay. Do vậy nhiệt lượng tiêu tốn của lò con lăn thấp hơn rất
nhiều ( lò tunnel nhiệt lượng tiêu tốn khoảng từ 1300 – 1500 Kcal/Kg sản phẩm nung,
trong khi đó lò con lăn chi tiêu tốn khoảng 600- 700 Kcal/kg sản phẩm nung).
Đối với lò con lăn ta có thể điều khiển nhiệt độ đồng đều hơn giữa bên trên và bên
dưới cho phù hợp với hệ số dãn nở nhiệt của men và của xương, bằng cánh bố trí hệ
thống bếp đốt bên trên và bên dưới dãy con lăn. Chính vì điều này mà ta có thể nung
sản phẩm ở cả hai bề mặt của chúng nên chu kỳ nung đựơc rút ngắn => năng suất lò
nung được nâng rất cao và phế phẩm ít hơn. Việc sử dụng lò con lăn hạ được giá thành
bảo dưỡng ló nung và tiết kiệm được giá cả của các chi tiếc chiu mài mòn. Bởi thực ra

trong trường hợp này chỉ có trọng lượng của con lăn và của sản phẩm nung đè lên chi
tiếc chòu mài mòn.
Hệ thống điều khiển tự động được cài đặt vào lò con lăn nên việc vân hành và điều
khiển rất dể dàng và thuận tiện cho nên giảm bớt nhân công đứng lò => giảm chi phí
giá thành sản phẩm …..

D. Lò con lăn,
1. Xây dựng lò.

SVTH: Lê Trung Tín

16


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

Lò được xây dựng từ các môdul dài 2,1 m cho các vùng sấy, vùng đốt nóng, vùng
nung, vùng làm nguội nhanh, vùng làm nguội chậm và vùng làm nguội cuối cùng. Các
môdul này có thể lắp ráp và đảm bảo độ kín của lò.
Vỏ lò là những khung thép làm bằng những ống vuông và có tấm kim loại phủ
ngoài. Những tấm kim loại này được gắn khít với khung hình ống. Sự ổn đònh của vò lò
đảm bảo tính vững chắc trong suốt quá trình vận chuyển và lắp ráp.
2. Cấu tạo :
Cấu tạo tường lò con lăn là lớp gạch chòu lửa bên trong cùng, tiếp đến là lớp
bông cách nhiệt – lớp bông này được làm thành từng khối xếp chông lên nhau. Bên
ngoài cùng là vỏ thép bao bọc để vũng chắc và bảo vệ . Nhiêt độ vùng làm nguội, vùng
sấy không cao nên ta có thể xây hai lớp : bông cách nhiệt và vỏ thép bao bọc

Fig 1. Các lớp tường lò và sự phân bố nhiệt độ.
3. Thành phần của lò nung.
Sơ đồ chung của lò nung gồm 5 vùng :
- Khu thứ nhất gọi là khu trước lò nung, khu này được cách nhiệt bởi bông cách
nhiệt thuận tiện cho khoảng nhiệt độ nhỏ hơn 600oC trong khu này không có vòi đốt nào
mà sản phẩm được nung nóng là do hơi nóng từ khu vực đốt. Khí nóng từ các khu vực
này chạy sang các khu vực trước lò nung, là do có hệ thống quạt hút đặt tiết diện đầu và
tiết diện cuối của khu vực cả ở dưới và ở trên hệ thống con lăn. Các quạt hút này đều có
thiết bò điều chỉnh lưu lượng khí hút một cách dễ dàng và đơn giản. Chức năng của khu
SVTH: Lê Trung Tín

17


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

vực trước lò nung là làm kho hoàn toàn sản phẩm bằng cách loại bỏ những điểm ẩm cục
bộ còn lại trong quá trình sấy, tráng men và bảo quản. Làm như thế này mới tránh được
sự nứt vỡ sản phẩm do sự bốc hơi nước một cách mãnh liệt xảy ra ở nhiệt độ cao, có thể
ở ngay cả thiết diện cuối của khu vực trước lò nung nhiệt độ cũng đã cao rồi.
Hơn nữa, bằng cách tạo sự trao đổi nhiệt hựp lý giữa sản phẩm và khí nóng trong lò
trước khi chuẩn bò thải ra bên ngoài môi trường, do vậy hiệu suất nhiệt của lò con lăn
tăng lên rất nhiều và lượng nhiệt tiêu tốn cho 1 đơn vò sản phẩm cũng giảm đi đáng kể.
- Khu vực thứ hai gọi là vùng nung nóng sơ bộ. Đặc điểm của khu vực này là
phần cách nhiệt của lò thích hợp với nhiệt độ tương đối cao, do đó gạch chòu lửa và
bông cách nhiệt cũng được sử dụng ở đây. Bởi vì quá trình làm khô sản phẩm nung phụ
thuộc rất nhiều vào bơm hút toàn phần hoặc một phần sản phẩm khí trong lò do các
phản ứng hoá học và vật lý học thải ra, các thiết bò đốt nóng trong khu vực này phải

được thiết kế sao vùng điều chỉnh nhiệt độ càng rộng càng tốt. Thiết bò đốt có các vòi
đốt dặt dưới các con lăn và dưới các vòi phun không khí nhằm kéo dài pha nóng chảy
của men, và kéo dài khả năng thấm khí qua bề mặt của sản phẩm.
- Khu vực thứ ba gọi là vùng nung, đặc điểm của vùng này là nhiệt độ rất cao
nên vỏ lò ta cũng sử dụng gạch chòu lửa và bông cách nhiệt. Trong khu vực này các vòi
đốt được bố trí trong toàn bộ khu vực. Sự phân chia các thiết bò ra từng nhóm vòi đốt
riêng và độc lập cho phép ta thực hiện chính xác qui luật nhiệt độ của đường cong nung
theo yêu cầu. Vận hành và điều khiển nhiệt độ ở trong vùng nung của lò nung là một
việc rất quan trọng và cơ bản, bởi vò rất nhiều vấn đề sẽ liên quan đến : khuyết tật do
chênh lệch nhiệt độ, không đồng đều giữa các vùng, tốc độ nâng nhiệt sự thuỷ hoá và sự
đồng đều men …. Đều xẩy ra ở pha này.
- Khu vực thứ tư gọi là vùng làm nguội nhanh. Đặc điểm của khu vực này là
thành cách nhiệt của nó có kết cấu như vùng nung, trên đường cong nung thì vùng này
bắt đầu từ nhiệt độ nung đến nhiệt độ 700oC . Khu vực làm nguội nhanh có chiều dài
6.3m và có kết cấu gồm hai phần : phần đầu là phần làm nguội trực tiếp, một bộ trao
đổi nhiệt nằm ở dưới lò có chức năng làm mát khu vực lò ở gần nó và nó còn có chức
năng cấp khí nóng cho vùng nung nóng sơ bộ và cho các vòi đốt. Bên cạch bộ trao đổi
nhiệt là hệ thống làm mát trực tiếp, hệ thống này thổi vào lò không khí ở nhiệt độ môi
trường, khí mát được thổi trực tiếp vào phía trên và phía dưới sản phẩm qua các ống
thép xuyên qua tường lò. Hệ thống cấp khí nén là hệ thông đã tiêu chuẩn hoá, các van
bướm tự động điều chỉnh đựoc một cách dễ dàng, các van này đóng mở tự động bằng tín
hiệu nhiệt đo do trực tiếp bằng các đầu cảm biến nhiệt độ nằm ở trong lò.
- Khu vực thứ năm gọi là vùng làm tự nhiên, đặc điểm của vùng này là nhiệt độ
thấp nên ta chỉ cần sử dụng bông cách nhiệt mà không cần dùng gạch chòu lửa. Nhiệm
vụ của khu vực này là hiện thực hoá đường cong nhiệt độ với sự thay đổi nhiệt độ nhỏ
để sự chuyển pha tinh thể thạch anh xảy ra thuận lợi và không nứt vỡ sản phẩm nung.

SVTH: Lê Trung Tín

18

ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

I

II

III

IV

V

Fig 2.Các khu vực của lò nung.

F
i
g
3
.
C
a
ù
c
h
bố trí béc đốt của lò.

SVTH: Lê Trung Tín

19


ĐAMH LỊ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Un Nhi

Fig 4.Hệ thống con lăn

Fig 5.Khu vực làm lạnh nhanh .

SVTH: Lê Trung Tín

20


AMH Lề

GVHD: Ths.Nguyn V Uyờn Nhi

Fig 6.Khu vửùc laứm nguoọi chaọm.

II.

Tớnh toỏn quỏ trỡnh chỏy ca nhiờn liu:

Tớnh quỏ trỡnh chỏy ca nguyờn liu gm:
Xỏc nh lng oxy v khụng khớ cn thit cho quỏ trỡnh chỏy

Lng v thnh phn sn phm chỏy
Tớnh nhit chỏy ca nhiờn liu
Chn nhiờn liu l LPG cú thnh phn 30% C3H8 v 70% C4H10
Nhit sinh ca nhiờn liu: Qt = 218C3H8 + 283C4H10
= 217.9*30 + 283.38*70 = 26374 kcal/m3
Lng khụng khớ cn thit cho quỏ trỡnh chỏy:
L0 0.04762 x y / 4 Cx H y 1.5 H 2 S 0.5CO 0.5 H 2 O2 m 3 / m 3

Suy ra L0 0.04762 30 3 8 / 4 70 (4 10 / 4) 28.81 m3 / m3
Lng khụng khớ khụ thc t: Ltt L0
Vi : h s d khụng khớ. Giỏ tr ph thuc vo dng nhiờn liu s dng. Vi nhiờn liu
khớ, lng: =1.05-1.1.
Chn =1.09. Suy ra Ltt = 1.09*28.81 = 31.4 (m 3/m3)
Lng khụng khớ m thc t: Latt (1 0.0016d ) Ltt
Gi s khụng khớ m vo cú w=80% v nhit 300C. Suy ra d = 23.8 (g/kgKKK)
SVTH: Lờ Trung Tớn

21


ĐAMH LÒ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Uyên Nhi

Suy Latt  (1  0.0016d ) Ltt = (1+0.0016*23.8)*31.4 = 32.6 (m3/m 3)
L0tt  (1  0.0016  23.8)  28.81  3229.91  m 3 / m 3 NL 

 Thành phần sản phẩm cháy:
Thể tích khí dư: Ldư = (α – 1)*L0 = (1.09 – 1)*28.81=2.5929 (m3/m 3NL)
Thể tích khí CO2: VCO  0.01( xCx H y  CO  CO2 )  0.01 (3  30  4  70)  3.7  m 3 / m 3 NL 

2

Thể tích H2O:
VH20=0.01(0.5yCxHy+H2+H2S+H2O+0.16dLtt
= 0.01(0.5*8*30+0.5*10*70+0.16*23.8*31.4)= 5.896 (m3/m 3NL)
Thể tích O2: VO  0.21(  1) L0  0.21 0.08  28.81  0.484  m3 / m3 NL 
2

Thể tích N2:
VN2=0.79Ltt+0.01N2=0.79*31.4=24.806(m3/m 3NL)
Suy ra thể tích khói lò:
Vk=VCO2+VH2O+VO2+VN2+VLdư = 3.7+5.896+0.484+24.806+2.5929=37.4789(m3/m 3NL)
Thành phần sản phẩm cháy
Thành phần
Tỉ lệ (%)

CO2
9.87

H2 O
15.73

O2
1.29

N2
66.19

Kk dư
6.91

Khối lượng riêng khói lò:
=

Σ
9.87 ∗ 44 + 15.73 ∗ 18 + 1.29 ∗ 32 + 66.19 ∗ 28 + 6.91 ∗ 29
=
= 1.26(
22.4
22.4 ∗ 100

)

Hàm ẩm khói lò:
=

G

=

15.73 ∗ 10 ∗ 1000
9.87 ∗ 44 + 15.73 ∗ 18 + 1.29 ∗ 32 + 66.19 ∗ 28 + 6.91 ∗ 29
= 100.68(

)

 Xác định nhiệt độ cháy:
Phương trình nhiệt độ cháy calo: Vk ck tc  Qt  cntn  Ltt ckk tkk
SVTH: Lê Trung Tín

22


ĐAMH LÒ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Uyên Nhi

Với Qt = 26374kcal/m3
Ckk = 0.306: tỉ nhiệt không khí ở 300C
Cn: tỉ nhiệt của nhiên liệu
=

0.58 ∗ 1.86 ∗ 30 + 0.55 ∗ 2.45 ∗ 70
= 1.27(
100

)

Ta có hàm nhiệt của các chất khí:
T0 C
1800
1900

CO2
1003.5
1106.94

H2O
850.23
873.62

O2
698.75
709.65

N2
646.6
670.7

Hàm nhiệt của các chất khí là:
=

=

+

+

= 712.41(

=

26374
1.27 ∗ 30 31.4 ∗ 0.306 ∗ 30
+
+
37.4789 37.4789
37.4789

)

Với nhiệt độ 18000C:
=

9.87 ∗ 1003.5 + 15.73 ∗ 850.23 + 66.19 ∗ 646.5 + 1.29 ∗ 698.75
100
= 669.72(

=

)

9.87 ∗ 1106.94 + 15.73 ∗ 873.62 + 66.19 ∗ 709.65 + 1.29 ∗ 670.7
100
= 725.04(

)

Nội suy:
=

−
−

(

−

)+

=

712.41 − 669.72
∗ (1900 − 1800) + 1800
725.04 − 669.72

= 1877.17
Nhiệt độ cháy thực tế là:
= 0.8 ∗

III.

= 0.8 ∗ 1877.17 = 1502

Tính toán thiết kế lò con lăn:

Năng suất sản phẩm trong năm là 1.000.000 m2/năm
SVTH: Lê Trung Tín

23


ĐAMH LÒ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Uyên Nhi

Năng suất thự tế của lò con lăn là: 1070827.5tấn/năm ( được tính trong đồ án qui trình sản
xuất sau khi trừ 2.62% hao hụt + 4.38% mất khi nung)
Kích thước gạch nung là: 40x40 (cm)
Chu kì nung là 60 phút (dựa vào biểu đồ thiết lập đường cong nung)

Nhiệt độ nung là 1180 0C (tham khảo các máy thị trường)
Nhiên liệu sử dụng là gas
Số ngày làm việc trong năm là 300 ngày
Số chu kì làm việc trong năm là

Số viên gạch sản xuất trong 1 năm:
Sứ chứa của lò:

=

∗

=

∗

= 7200 (chu kì)
.

=

. ∗ .

= 6692672 ê

= 930 ê

Kích thước 1 modul lò là:
Chiều dài là 2100 mm
Chiều rộng phía trong lò là: 1800mm

Chiều cao lò là 2000mm (tính từ đầu lò cho đến nền đất)
Chiều cao bên trong lò là 1300mm đối với vùng sấy, đốt nóng và làm nguội
Chiều cao bên trong lò là 1600mm đối với vùng nung
Số viên gạch xếp trong 1 modul là 20 viên
Số modul cần dùng là 930/20 ≈ 47 modul
Chiều dài của lò là: 47*2100 = 98700mm=98.7 m
Tính toán số modul có trong mỗi giai đoạn nung của lò: dựa vào đường cong nung thực
nghiệm để ta tính toán chiều dài các zone
Vùng sấy: (30-400C):
=
→ ố

4 ∗ 98.7
= 6.6
60
à:

6.6
= 3
2.1

Vùng đốt nóng:
SVTH: Lê Trung Tín

24


ĐAMH LÒ

GVHD: Ths.Nguyễn Vũ Uyên Nhi

Nhiệt độ 460-6500C:
8 ∗ 98.7
= 13.2
60

=
→ ố

à:

13.2
= 6
2.1

Nhiệt độ 650-8200C:
=
→ ố

4 ∗ 98.7
= 6.6
60
à:

6.6
= 3
2.1

Vùng nung:
Nhiệt độ 820-10000C:

=
→ ố

5 ∗ 98.7
= 8.2
60
à:

8.2
= 4
2.1

Nhiệt độ 1000-1150 0C:
=
→ ố

4 ∗ 98.7
= 6.6
60
à:

6.6
= 3
2.1

Nhiệt độ 1150-1180 0C:
=
→ ố

4 ∗ 98.7

= 6.6
60
à:

6.6
= 3
2.1

Nhiệt độ 1180-1180 0C:
=

12 ∗ 98.7
= 19.7
60

→ ố

à:

19.7
= 10
2.1

Vùng làm nguội nhanh: 1180-700 0C:
=
SVTH: Lê Trung Tín

5 ∗ 98.7
= 8.2
60

25